PL107777B1 - Syntetyczny olej smarowy i sposob jego wytwarzaniasynthetic lubricating oil and a method of producing thereof - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest syntetyczny olej smarowy i sposób jego wytwarzania na drodze che¬ micznej modyfikacji poliglikoli alkilenowych, prze¬ znaczony zwlaszcza do smarowania elementów pra¬ cujacych przy znacznych obciazeniach i zespolów maszyn wlókienniczych takich jak uklad obraczki i biegacza, elementy tworzace oczko w maszynach dziewiarskich, krosna i inne, które wymagaja oleju o wysokiej smarnosci, nie powodujacego trwalych zaplamien surowca i wytwarzanego wlókiennicizego produktu.Znane syntetyczne oleje poliafflkilenoglikolowe, es¬ trowe, silikonowe i inne posiadaja niezadawalajace wlasciwosci smarne i zajpobiegajace zuzywaniu ele¬ mentów maszyn, duza podatnosc na utlenianie w wyzszej temperaturze w przypadku olejów polialki- lenoglikolowych, co w powaznym stopniu ogranicza ich stosowanie.Znane sa sposoby podwyzszania wlasciwosci smarnych i przeciwzuzyciowych olejów mineral¬ nych przez zastosowanie dodatków uszlachetniaija- cyeh, takich jak dwutiofosforan cynku lub pochod¬ ne kwasu dwutiofosforowego. Jednak w odniesie¬ niu do syntetycznych olejów poliallkilenogilikólo- wych i silikonowych znane dodatki uszlachetniajace nie spelniaja swojej roli ze wzgledu na niska roz¬ puszczalnosc w czynniku smarowym. Dwutiofosfo- rainy otrzymuje sie w wyniku znanych reakcji alko¬ holi jednowodorotlenowych i dioli 1,2 i 1,3 z pie- ciosiarozkiem fosforu. 10 15 20 25 30 Z opisu patentowego Wielkiej Brytanii numer 1290560 znane sa mieszaniny smarowe na bazie po- ligliikolu stanowiacego produkt reakcji trójimetylo- lopropanu z tlenkiem propylenu. Dane mieszaniny smarowe zawieraja poliglikol i male ilosci amin alifatycznych podstawionego fenolu, fosforanu dwu- fenylolkrezylowego, benzotriazolu lub jego alkilopo- chodnych, produktu reakcji kwasu organicznego i aminy, wielohydroksychiinonu i fosforynu orga¬ nicznego.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wad syn¬ tetycznych olejów smarowych przez zastapienie mie¬ szaniny syntetycznego oleju i substancji podwyz¬ szajacych wlasciwosci smarne chemicznie zmodyfi¬ kowanym syntetycznym olejem zawierajacym w swej czasteczce grupy podwyzszajace te wlasciwosci.Cel ten osiagnieto przez sporzadzenie syntetycz¬ nego oleju smarowego stanowiacego mieszanine co najmniej dwóch substancji i zawierajacego 0,1— 99,9% wagowych co najmniej jednej substancji oz¬ naczonej wzorem 1 i 0,1—£9,9% wagowych znanego syntetycznego oleju smarowego, korzystnie oleju poliaUkilenoglikolowego lub estrowego. We wzorze 1 A oznacza metal lub rodnik organiczny, R ozna¬ cza H lub CHi lub CHiCH* lub CHsCHtCHi, n oz¬ nacza liczbe calkowita od 3 do 100.Sposób wytwarzania syntetycznego oleju smaro¬ wego wedlug wynalazku polega na tym, ze przez dizdafórnie pieciosiarczkiem fosforu na polialkile.no- glilkol, korzystnie na poljpropylenogilikol, w srodo- 107 777107 777 wisku rozpuszczalników aromatycznych, korzystnie benzenu lufo toluenu, w temperaturze wrzenia roz¬ puszczalnika, otrzymuije sie dwuester glikolu polial- kilenowego i kwasu dwutiofosforowego, na który dziala sie tlenkiem metalu, korzystnie molibdenu lub wolframu lub cynku lub baru lub olowiu, lub który zobojetnia sie zasada, w srodowisku wodno- -alkoholowym.Nastepnie dzialajac na otrzymana substancje wod¬ nymi roztworami soli innych metali, korzystnie wodnymi roztworami sbli cynku lub molibdenu lub wfcttr&mi luib ^batu -lufo olowiu, alibo alkoholowymi roztworami zwiazków zawierajacych w swojej cza¬ steczce zdolny do wyniiany halogen, korzystnie al¬ koholowymi roztworami bromku amylowego lub chlorku etylenu lub kwasu chlorooctowego lub ami¬ du kwasu chlorooctowego lub eteru 2-chlórodwu- etylowego lub chlorku benzoilu lub chloronrbroben- zenu lub 2,4-dwunitrochloroben^eHu lub p-tolueno- snlfochiorku w temperaturze wrzenia rozpuszczal¬ nika, otrzymuje sie substancje, która wprowadza sie w ilosci i),l—39% wagowych, ,|ifzy stalym mie¬ szaniu i w temperaturze nie wyzszej ó*$ temperatu¬ ry jej rozkladu, korzystnie w temperaturze poko¬ jowej, do 0rl—99,9% wagowych manego syntetycz- negb oleju, korzystnie do oleju poliaBkilenoglikolo- wegb Tub"esfTbwego.Otrzymane sposobem wedlug wynalazku synte¬ tyczne oleje odznaczaja sie wysoka smarnoscia i bardzo dobra rozpuszczalnoscia w olejach estro¬ wych oraz bardzo ^dobrymi innymi cechami uzyt- kowymi. Oleje te moga byc stosowane jako jedno¬ rodne syntetyczne oleje smarowe, jako mieszaniny syntetycznych olejów smarowych lub jako dodatki do znanych syntetycznych olejów, szczególnie do olejów potóeterowych i estrowych, wplywajac wy¬ raznie na poprawe ich wlasciwosci.Hpoliglikole alkilenowe -z wiazaisaarni eterowymi w lancuchu i posiadajace ma koncach swej cza¬ steczki dwie grupy hydroksylowe reaguja z gfci^cio- siarczkiena iosfaru dajac z dobrymi Wydajmoftciami dwueter glikolu pohalkilenowejo i kwasu olwutio- Sosforoweigo, zwany dalej DTF1. DTFP oraz jego pocfiodne oznaczone sa ogólnym wzorem 1, w któ¬ rym A i R maja wyzej podane znacsenie. ftoykla- dowo w reakcji pofcgLikolu pwpykinowego z ptecio- siarczkiem fosforu, przebiegajaeej wedlug wzoru 2, otrzymuje sie DTFP, który Jest produktem wyj¬ sciowym do wytworzenia szeregu gego pochodnych znajdujacych zastosowanie jako syntetyczne oleje smarowe lwb jako dodatki do syntetycznych olejów smarowych. Pochodne DTFP otrzymuje sie przez podstawienie metalem lub rózmymi rodnikami or¬ ganicznymi wodorów w grupie dwuftiofosforainowej. arialajac na DT^f o ^gftiLn^m wzorze 1 takfóni z*tóaz*£ató jak tleinki usetala, kó«ri^stnie lftóitóbdetou, wotrtratóta, cynku,-baru, olowiu, lato $o fttze^roróa- dzenJu &TFP ~w sól ^ttUkalfezna dokonuje sie pod¬ stawienia met&Tu w reófccji ze zwia^tówi or&afrkte- nymi zawierajarymi wjtoieatfittilny Itólolgan.'toftfcafttet- ne jest, jezeli do ostatniej t«a3^ji' ^wianjti •Jak ftromek am^tówy, cWlotek etj^anu, *was ckl^rooctoTwy, aitód kw*s.u s^ro^óetówego, r*fcer dwuctóo^dhJ^etSIO^y, «Mo*efc foemyiu; tfolo- rek beznzoilu, p-chloronitrobenzen, 2,4-dwunitro- ichioroibenizen^ p^toluenosuilfochlkirek. Otrzymane w ten sposób substancje zmieszane ze soba w dowol¬ nych stosunkach znajduja zastosowanie jako synte¬ tyczne oleje smarowe lub jako dodatki do syn'te- 5 tycznych olejów smarowych.W przypadku stosowania wyzej opisanych sub¬ stancji jako dodatków do syntetycznych olejów smarowych, wytwarzanie syntetycznego oleju sma¬ rowego polega aa wprowadzaniu przy ciaglym mie- w Sizaniu zmodyfikowanego wedlug wynalazku polial- kilenoglikolu do znanego oleju póliakilenoglikolo- wego lub estrowego lub innego syntetycznego oleju bazowego. Otrzymane w ten sposób oleje smarowe charakteryzuja sie dobrymi wlasnosciami smarny- 15 mi i przeciwzuzyciowymi, przeciwutleniajacymi, odpornoscia termiczna oraz bardzo dobra rozpusz¬ czalnoscia w olejach syntetycznych, takich jak po- liglikole i estry, wplywajac wyraznie na poprawe wyzej podanych wlasciwosci tych olejów. W tabeli 20 przedstawiono wplyw tych dodatków na wlasciwos¬ ci smarne pileju polipropylenoglikolowego o cieza¬ rne cz3jsi*eCZ^ i tejifcosci odpowied¬ nio 37:!;$ik?ST przy 50^0 oleju estrowego o lepkosci 6^cSt pirzy temperaturze 10O°C. 25 Wynalazek wyjasniaja nizej podane przyklady, które nie ograniczaja zakresu jego stosowania.Przyklad 1. W kolbie reakcyjnej wyposazo¬ nej w mieszadlo i chlodnice zwrotna umieszczono 200 g polipropyflenoglikolu o ciezarze czasteczko- 30 wym 2000, 13 g PtSs oraz 250 cm* toluenu. Zawar¬ tosc godgrteano do tetrii^ratury 80°C, przy czym reakcja zaczela zachodzic zgodnie z wzorem 2 juz przy 40°C, co uwidocznilo sie wydzielaniem peche¬ rzyków HjS. 35 Reakcje prowadzono przy ciaglym mieszaniu w temperaturze 80°C przez 8 godzin, az do zaprzesta¬ nia wydzielania sie z reakcyjnej mieszaniny siar¬ kowodoru. Nieprzereagowany pieciosiarczek fosforu odsaczono, a rozpuszczalnik oraz siarkowodór usu- 40 nieto przez destylacje pod obnizonym cisnieniem.Otrzymano DTEP.Przyklad 2. 21A g DTFP otrzymanego w sposób opisany w przykladzie 1 rozpuszczono w 300 cm8 dwumetyloformamidu (DMF) i dodano 2 g 45 tlenku molibdenu (Mo03), ogrzewajac nastepnie mie¬ szanine < przy ciaglym mieszaniu w temperaturze lOO^ przez 10 godziaa. Po zakonczeniu reakcji mie¬ szanine: reakcyjna przesaczono i z przesaczu odcia¬ gnieto JDMF. W wyniku tej reakcji otrzymano 22 g 50 cieklego produktu, co stanowi 72% wydajnosci teo¬ retycznej, który Jest zwiazkiem o prawdopodobnej budowie zgodnej z wzorem 3, w którym B.x przed¬ stawiono na wzorce 4.Pr«ykaa^d 3. 29-g BTEP otrzymanego w spo- 55 sóte opisany w przykladzie 1 zmieszano z 100 cm* alkofooiu etylowego i z 25 om8 wody, a nastepnie zofeofejfcniono do pH 7—8 nasyconym roztworem webami rodowego. W wyniku reakcji przebiega- ;j#eej 'zgodnie z Wzerem 5 otrzymano sól sodowa 60 ^DfTFP. ;^ra#&Iad ^ Do 44 ;g soli sodowej OTFP 0%rcyrftBff»j w sposób spisany w przykladzie 3 do- 'dano «,56 $ chlorku trecieylwwego i iroaprazibziono w 250 -cm2 alkoholu etylowego. -Miesaaaaine. Ogrze- 65 wano przez 6 godzin pod chlodnica zwrofbna, a w*07£7I 5 6 Wyniki badan wlasciwosci przeciwzuzyciowych olejów polipropylenoglikolowych i estrowych przeprowadzonych na aparacie czterokulowym firmy SETA Rodzaj oleju Olej polipropyleno- glikolowy o lepkosci 37cSt przy 50°C » w » Olej polipropyleno- glikolowy o lepkosci 9ScSt przy 50°C » Olej estrowy ; ; o lepkosci 6,8cSt przy 100°C I » Rodzaj dodatku (zawartosc 5%) Olej bez dodatku Bster benzylowy DTFP Ester 2,4- fenylowy DTFP Ester eteru dwoiety¬ lowego DTFP Olej bez dodatku Sól cynkowa DTFP Óiej bez dodatku , Ester n^amylowy DTFP Obciazenie (KG), srednica skaz kulek (imim) 1 40 0,45 bez skaz bez skaz bez skaz 0,30 bez skaz 0,10 bez sikaz \ 8* 2,41 bez skaz bez skaz bez skaz U7 bez skaz 2.1* 0,76 100 za¬ tarcie 0,55 0,42 0,42 2,12 0,48 2.40 1,25 120 2,27 0,71 0,67 za¬ tarcie 0,64 2,95 2.10 140 2,62 2,12 0,73 2^0 "za¬ tarcie 2,50 160 3,13 2,69 0,73 2,70 2*84 160 | 200 za¬ tarcie za¬ tarcie 0,83 za¬ tarcie ..... ... ,; 3.00 za¬ tarcie ' '"'I za¬ tarcie temperaturze wrzenia rozpuszczalnika zachodzila reakcja zgodnie z wzorem 6. Po przesaczeniu i odmyciu woda wytworzonego NaCL oddestylo¬ wano z przesaczu 'rozpuszczalnik oraz wode i otrzymano 42,2 g cieklego prodttfctu, co stanowi 88,5% wydajnosci teoretycznej.Przyklad 5. Do 125 ani8 obojetaego roztwo¬ ru wodno-alkoholowego zawierajacego Z1A g #oli sodowej DTFP, otrzymanej w sposób opisany w przykladzie 3, dodano 2;2 g kwasu chloroocto¬ wego zobojetnionego 5n roztworem sody. Po 24 go¬ dzinach mieszanine reakcyjna zakwaszono 5 cm1 36% HO, odprowadzono alkohol i wode, a war¬ stwe organiczna przemyto woda az do obojetnego odczynu wody przemywajacej. Otrzymano 27,5 g produktu o wzorze 7, co stanowi 97,7% wydajnos¬ ci teoretycznej.Przyklad 6. Do 95 g pelipropyleiftoglifcolu o ciezarze czasteczkowym 600 dodano przy inten¬ sywnym mieszaniu 5 g estru benzylowego DTFP, otrzymanego w sposób opisany w przykladzie 4.Otrzymano zmodyfikowany olej polipropylenogli- kolowy. ' Przyklad 7. Do 90 g polipropylenoglikolu o ciezarze czasteczkowym 600 dodano przy inten¬ sywnym mieszaniu 5 g estru benzylowego DTFP, otrzymanego w sposób opisany w przykladzie 4, i nastepnie dodano 5 g estru karboksymetyleno- wego DTFP, otrzymanego w sposób opisany w przykladzie 5. Otrzymano zmodyfikowany olej pblipropylenoglikolowy.Zastrzezenia patentowe 1. Syntetyczny olej smarowy, zawierajacy po¬ chodne polialkilenoglikolu, znamienny tym, ze za¬ wiera 0,1—99,9% wagowych co najmniej jfglnej 35 40 substancji o wzorze 1 i M—90,9% wagowych zna¬ nego syntetycznego oieju smarowego, korzystnie oleju poliallkilenoglikollowefo lub estrowego, przy c*ym we wzorze 1 A oznacza metal lub rodnik organiczny, R CH3CH2CH2, n oznacza liczbe calkowita od 3 do 100. 2. Sposób wytwarzania syntetycznego oleju sma¬ rowego przez modyfikacje polialkilenogililkolu, zna- ™i«Hiy Aypa, jfe -dziala sSe-pieciosiarczkiem fosforu na polialkilenoglikol, korzysitnie na polipropyieno- glikol, w srodowisku rozpuszczalników aromatycz¬ nych, korzystnie benzenu lub toluenu, w tempe¬ raturze wrzenia rozpuszczalnika, otrzymany dwu- ester glikolu polialkilenowego i kwasu dwutiofos- forowego zobojetnia sie tlenkiem metalu, korzyst¬ nie molibdenu lub wolframu lub cynku lub bani 45 lub olowiu, lub zasada, w srodowisku wodno-alko- holowym i ^nastepnie dz&ala «ie na otrzymana sub¬ stancje widnymi roztworami soli innych metali, korzystnie wodnymi roztworami soli cynku lub molibdenu £ub wolframu lub baru lub olowiu, al¬ bo alkoholowymi roztworami zwiazków zawiera¬ jacych w swojej czasteczce zdolny do wymiany halogen, korzystnie alkoholowymi roztworami bromku amylowego lub chlorku etylenu lub kwa¬ su chlorooctowego lub amidu kwasu chloroocto¬ wego lub eteru dwuchlorodwuetylowego lub chlor¬ ku benzylu lub chlorku benzoilu lub cnioronitro- benzenu lub 2,4-dwuniitrochlorobenzenu lub p4o- luenosulfochlOTku, w temperaturze wrzenia roz- Duszczainika otrzymana substancje wprowadza sie w ilosci 0,1—99,9% wagowych, przy stalym mie¬ szaniu i w temperaturze nie wyzszej od tempera¬ tury jej rozkladu, korzystnie w temperaturze po¬ kojowej, do 0,1—99,9% wagowych znanego oleju syntetycznego, korzystnie do oleju polialkilenogli- 65 kolowego lub estrowego. 50 55 60107 777 CH3 CH3 ^ +0 , n J-S-H+H' 1 2 HO-CH-CO, WZdff 2 n UO-R-OJ u {^AlTofiA^A —«3 fcH-CH^OJ- CH-CH-04-CHrCH — wzór 4 I 2 In 2 f CH, ChL ^ Lo-CHCH^O-CH-CH^+ol-u l ^ (0-CH-CH2-fo-CH-CHJ-ol U P/- . :• ^PSH+N«2CO^H20+C02+NaSp£ I |n ^ P ^O-CH-GHiO-CH-CH/fo-T pCH-C^CKH^la-Oj S II PSN« ^ n s CH, CH, S U Na-S-P r ,3 x ,3 1 ]s CH-CH24-0- CH-CH,-f0l ,'u T r'ii ' nJ H.CH3 CH3 2 Na Cl + ^-DVS-P u 0-CH-CH24-0-CH-CHJ--oi " ^ ^ rP^ l 2I" ^P"S-CH2-^ |ó-ch-ch2J-o-ch-chJ--oj WZtfR 6 H00C-CHi-5-P^0-CH-CH240CH-CH2V0+-P^CH:rCOOH * l CH3 l CLU ^ ^2. wzdi? r RSW Zakl. Graf. W-wa, Srebrna 16, z. I01-80/O J— 95+20 egz.Cena 45 zl PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Syntetyczny olej smarowy, zawierajacy po¬ chodne polialkilenoglikolu, znamienny tym, ze za¬ wiera 0,1—99,9% wagowych co najmniej jfglnej 35 40 substancji o wzorze 1 i M—90,9% wagowych zna¬ nego syntetycznego oieju smarowego, korzystnie oleju poliallkilenoglikollowefo lub estrowego, przy c*ym we wzorze 1 A oznacza metal lub rodnik organiczny, R CH3CH2CH2, n oznacza liczbe calkowita od 3 do 100.
2. 2. Sposób wytwarzania syntetycznego oleju sma¬ rowego przez modyfikacje polialkilenogililkolu, zna- ™i«Hiy Aypa, jfe -dziala sSe-pieciosiarczkiem fosforu na polialkilenoglikol, korzysitnie na polipropyieno- glikol, w srodowisku rozpuszczalników aromatycz¬ nych, korzystnie benzenu lub toluenu, w tempe¬ raturze wrzenia rozpuszczalnika, otrzymany dwu- ester glikolu polialkilenowego i kwasu dwutiofos- forowego zobojetnia sie tlenkiem metalu, korzyst¬ nie molibdenu lub wolframu lub cynku lub bani 45 lub olowiu, lub zasada, w srodowisku wodno-alko- holowym i ^nastepnie dz&ala «ie na otrzymana sub¬ stancje widnymi roztworami soli innych metali, korzystnie wodnymi roztworami soli cynku lub molibdenu £ub wolframu lub baru lub olowiu, al¬ bo alkoholowymi roztworami zwiazków zawiera¬ jacych w swojej czasteczce zdolny do wymiany halogen, korzystnie alkoholowymi roztworami bromku amylowego lub chlorku etylenu lub kwa¬ su chlorooctowego lub amidu kwasu chloroocto¬ wego lub eteru dwuchlorodwuetylowego lub chlor¬ ku benzylu lub chlorku benzoilu lub cnioronitro- benzenu lub 2,4-dwuniitrochlorobenzenu lub p4o- luenosulfochlOTku, w temperaturze wrzenia roz- Duszczainika otrzymana substancje wprowadza sie w ilosci 0,1—99,9% wagowych, przy stalym mie¬ szaniu i w temperaturze nie wyzszej od tempera¬ tury jej rozkladu, korzystnie w temperaturze po¬ kojowej, do 0,1—99,9% wagowych znanego oleju syntetycznego, korzystnie do oleju polialkilenogli- 65 kolowego lub estrowego. 50 55 60107 777 CH3 CH3 ^ +0 , n J-S-H+H' 1 2 HO-CH-CO, WZdff 2 n UO-R-OJ u {^AlTofiA^A —«3 fcH-CH^OJ- CH-CH-04-CHrCH — wzór 4 I 2 In 2 f CH, ChL ^ Lo-CHCH^O-CH-CH^+ol-u l ^ (0-CH-CH2-fo-CH-CHJ-ol U P/- . :• ^PSH+N«2CO^H20+C02+NaSp£ I |n ^ P ^O-CH-GHiO-CH-CH/fo-T pCH-C^CKH^la-Oj S II PSN« ^ n s CH, CH, S U Na-S-P r ,3 x ,3 1 ]s CH-CH24-0- CH-CH,-f0l ,'u T r'ii ' nJ H. CH3 CH3 2 Na Cl + ^-DVS-P u 0-CH-CH24-0-CH-CHJ--oi " ^ ^ rP^ l 2I" ^P"S-CH2-^ |ó-ch-ch2J-o-ch-chJ--oj WZtfR 6 H00C-CHi-5-P^0-CH-CH240CH-CH2V0+-P^CH:rCOOH * l CH3 l CLU ^ ^2. wzdi? r RSW Zakl. Graf. W-wa, Srebrna 16, z. I01-80/O J— 95+20 egz. Cena 45 zl PL